Genomika asoslari

8-rasm. Kodonlarning xillari

Uchta kodondan biri, m-RNK ning oxirida joylashgan bo’lib, aminokislota kodlamaydi va oqsil molekulasi translyasiyasining tugashini anglatadi, bularga “stop” yoki “nonsens” kodonlar deb ataladi- TAA, TGA, TAG kodonlar shular jumlasiga kiradi.

Replikatsiya. Bir hujayrali organizmlar ko’payishi va ko’p hujayrali organizmlar o’sishi uchun hujayra bo’linishi katta axamiyatga egadir, lekin hujayra bo’linishidan oldin genom ikki hissa oshishi zarur bo’lib, qiz hujayralar bir xil ota-ona irsiy ma’lumotiga ega bo’lishini ta’minlaydi. Nazariy jihatdan mavjud bo’lgan genom ikki xissa oshishining replikasiya jarayonining yarimkonservativ turi DNK ko’payishida qo’llaniladi. DNK ikki zanjiri ajralib, keyinchalik yetishmaydigan komplementar ketma-ketliklar DNK-polimeraza fermenti asosida sintezlanadi. Bu ferment asoslarga to’g’ri keladigan nukleotid orqali komplementar juftlashib, unga o’sib kelayotgan zanjirga birlashtirish orqali polinukleotod zanjirini sintezlaydi. DNK-polimeraza yangi zanjirni sintezini mustaqil boshlay olmaydi, balkim mavjud zanjirni o’stirish xususiyatiga ega bo’lib, qisqa nukleotidlar zanjiri –praymerlar asosida praymaza fermenti ishtirokida sintezni boshlaydi.
DNK polimerazalar DNK zanjirini 5’-->3’ faqatgina yo’nalishda sintezlash xususiyatiga ega bo’lgani uchun, antiparallel DNK zanjiri har-xil nusxada olib boriladi: birinchi zanjir to’xtovsiz, ikkinchisi esa vaqt oralig’ida sintezlanadi.

9-rasm STAT3 transkripsiya omilining DNK bilan o’zaro ta’siri (ko’k spiral shaklida ko’rsatilgan)

Oqsillar bilan o’zaro ta’sir. DNKning barcha funktsiyalari uning oqsillar bilan o’zaro ta’siriga bog’liq. O’zaro ta’sirlar nospesifik bo’lishi mumkin, har qanday DNK molekulasiga oqsil qo’shilganda yoki ma’lum bir ketma-ketlikning mavjudligiga bog’liq (9-rasm). Shuningdek, fermentlar DNK bilan o’zaro ta’sirlashishi mumkin, ulardan eng muhimi RNK-polimerazalar bo’lib , ular DNK asoslarining ketma-ketligini RNK molekulasini transkripsiya jarayonida, yoki yangi DNK zanjirini - replikatsiya jarayonida sintez qiladi.
Strukturaviy va boshqaruvchi oqsillar. DNK ning nukleotidlar ketma-ketligiga bog’liq bo’lmagan, oqsillarning DNK bilan o’zaro ta’siri, ularning struktur oqsillar bilan o’zaro ta’siri hisoblanadi. Hujayrada DNK ushbu oqsillar bilan bog’langan bo’ladi va kompakt strukturani hosil qiladi, bunga xromatin deb ataladi. Eukariotlarda xromatin DNKga katta bo’lmagan ishqoriy xususiyatga ega bo’lgan oqsill- gistonlarning bog’lanishi natijasida hosil bo’ladi, prokariotlarda esa xromatin biroz tartibsiz bo’lib, giston-o’xshash oqsillar bilan bog’langan. Gistonlar disksimon oqsil strukturalarni shakllantiradi ularga nukleosomalar deb ataladi, gistonlar xar biriga DNK ikki barobar spiral shaklida o’raladi. Gistonlar va DNK o’rtasidagi nospesifik bog’lar gistonlar tarkibidagi ishqorli xususiyatga ega bo’lgan aminokislotalarning va DNK shakar fosfat karkasining kislotali qoldiqlarining ion bog’lari hisobiga hosil bo’ladi. Bu aminokislotalar kimyoviy modifikasiyalari metillanish, fosfolirlanish va asetillanish hisobiga ro’y beradi. Bu kimyoviy modifikasiyalar DNK va gistonlar o’rtasidagi o’zaro ta’sir kuchini o’zgartiradi, transkripsiya omillari uchun xizmat qiladigan maxsus ketma-ketliklarning transkripsiya jarayoniga moyilligini oshiradi va transkripsiya tezligini o’zgartiradi. Xromatin tarkibidagi nospesifik ketma-ketliklarga bog’langan boshqa oqsillar gel elekroforezda yuqori harakatchan bo’lib, buralgan DNK ning katta miqdorini tashkil qiladi. Bu oqsillar xromatin tarkibida yuqori tartibdagi strukturalarni tashkil qilishda katta ahamiyatga ega. DNK ga birikadigan boshqa guruh oqsillariga- bir zanjirli DNK bilan bog’lanadigan oqsillar kiradi. Insonda bu guruhga kiruvchi oqsillardan yahshi o’rganilan oqsillarga- replikasining A oqsili hisoblanadi, ushbu oqsil ikki zanjir ishtirok etadigan zanjir ochilishi bilan bog’liq bo’ladigan jarayonlarda shu jumladan, rekombinasiya va reparasiya jarayonlarida ishtirok etadi. Bu guruh oqsillari bir zanjirli DNKni halqa tugunlar hosil bo’lishi va nukleazalar ta’sirida degradasiya bo’lishidan saqlaydi. Shuningdek, boshqa oqsillar spesifik ketma-ketliklarga bog’lanadi va tanishda ishtirok etadi. Bunday yahshi o’rganilgan guruh oqsillariga-turli xil transkripsiya omillari kiradi, ya’ni transkripsiya jarayonini boshqaradigan oqsillar. Har bir oqsillar ma’lum ketma-ketlikni taniydi, asosan promotor qismlarda va genlar transkripsiyasini yoki bostiradi, yoki faollashtiradi. Bunday holatlar asosan transkripsiya omillarining RNK-polimeraza bilan to’g’ridan-to’gri assotsiasiyasi yoki, yordamchi oraliq-vositachi oqsillar yordamida yuz beradi. Polimeraza oqsillar bilan avvaliga assotsiyalashadi, keyin transkripsiya boshlanadi. Boshqa xollarda transkripsiya omillari promotor qismlardagi joylashgan gistonlarni modifikasilaydigan fermentlar bilan bog’lanadi va DNK ni polimerazaga ochib beradi. Spesifik ketma-ketliklar genom ko’p qismida uchragani uchun bitta transkripsiya omili tipining faolligining o’zgarishi minglab genlar faolligining o’zgarishiga olib kelishi mumkin. Shunga ko’ra, bu oqsillar atrof-muhit o’zgarishiga organism javob reaksiyasida, organism rivojlanishida va hujayralar differensirovkasida tez-tez boshqarilib turiladi. Transkripsiya omillarining DNK bilan o’zaro ta’sirining maxsusligi, aminokislotalar va DNK asoslari o’rtasidagi munosobatlar orqali ta’minlanadi, bu esa o’z navbatida DNK ketma-ketliklarini o’qish imkonini yaratadi. Asoslar bilan o’zaro ta’sirlar asosiy halqada o’tadi, bu yerda asoslar transkripsiya jarayonining o’tishi uchun ochiq bo’ladi.